Java 数据类型

学习目标

通过本课，你将掌握以下核心内容：

理解 Java 是静态类型语言，变量类型在编译时确定
掌握 8 种基本数据类型的用途、范围与内存占用
区分基本类型与引用类型的本质差异
熟悉常见引用类型：String、类、对象、接口、数组
能根据场景选择合适的数据类型，避免溢出或精度问题

Java 是静态类型语言

Java 在编译阶段就检查变量类型。这意味着：

int x = "Hello"; // ❌ 编译错误！不能将字符串赋值给 int

✅ 类型安全由编译器保障，减少运行时错误。

Java 数据类型的两大分类

类型	存储内容	默认值	是否可为 null
基本数据类型	直接存储值	有（如 `0`, `false`, `\u0000`）	❌ 不可为 `null`
引用数据类型	存储对象的内存地址（引用）	`null`	✅ 可为 `null`

基本数据类型（8 种）

Java 提供 8 种基本数据类型，分为四类：整数、浮点、字符、布尔。

1. 整数类型

类型	字节数	范围	默认值	使用场景
`byte`	1	-128 ~ 127	`0`	节省内存，如传感器数据
`short`	2	-32,768 ~ 32,767	`0`	中小型整数
`int`	4	±21 亿	`0`	最常用的整数类型
`long`	8	±9.22 × 10¹⁸	`0L`	大数值（如人口、天文数据）

💡 注意：long 字面量需加 L 后缀，如 123456789L

2. 浮点类型

类型	字节数	精度	默认值	使用建议
`float`	4	~6–7 位有效数字	`0.0f`	内存敏感场景（较少用）
`double`	8	~15–16 位有效数字	`0.0d`	默认浮点类型，推荐使用

⚠️ 浮点数存在舍入误差，不应用于精确计算（如金融）。此时应使用 BigDecimal。

3. 字符类型

char：16 位 Unicode 字符
范围：0 到 65,535（即 \u0000 到 \uffff）
单引号表示：'A', '中', '\u0041'

4. 布尔类型

boolean：仅两个值 → true 或 false
用于条件判断、循环控制等逻辑操作
无默认数值对应（不同于 C/C++ 的 0/1）

基本类型速查表

类型	默认值	大小	示例	范围
`boolean`	`false`	JVM 依赖（通常 1 字节）	`true`	—
`byte`	`0`	1 字节	`100`	-128 ~ 127
`char`	`\u0000`	2 字节	`'A'`	0 ~ 65,535
`short`	`0`	2 字节	`2000`	-32,768 ~ 32,767
`int`	`0`	4 字节	`-500`	±2.14×10⁹
`long`	`0L`	8 字节	`123456789L`	±9.22×10¹⁸
`float`	`0.0f`	4 字节	`3.14f`	~7 位精度
`double`	`0.0d`	8 字节	`3.14159`	~16 位精度

引用数据类型

引用类型不直接存储数据，而是存储对象在堆内存中的地址。

1. `String`（字符串）

表示不可变的字符序列
用双引号定义："Hello"
属于 java.lang.String 类

String name = "Geek1";
// name = name + "!"; // 实际创建了新对象

✅ 提示：频繁修改字符串？使用 StringBuilder 或 StringBuffer。

2. 类（Class）

用户自定义的数据结构，包含属性（字段）和行为（方法）。

class Car {
    String model;
    int year;
    
    void display() {
        System.out.println(model + " (" + year + ")");
    }
}

3. 对象（Object）

类的实例。通过 new 关键字创建。

Car myCar = new Car(); // myCar 是一个对象引用

每个对象拥有：

状态（字段值）
行为（可调用的方法）
唯一身份（内存地址）

4. 接口（Interface）

定义方法契约，实现多态与抽象。

interface Animal {
    void sound(); // 抽象方法
}

class Dog implements Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

✅ Java 不支持多继承，但一个类可实现多个接口。

5. 数组（Array）

存储同类型多个元素的容器
长度固定，索引从 0 开始
属于对象，继承自 Object

int[] numbers = {1, 2, 3};
String[] names = new String[3];
names[0] = "Geek1";

基本类型 vs 引用类型

特性	基本类型	引用类型
存储位置	栈（局部变量）	堆（对象），栈存引用
默认值	有（如 `0`, `false`）	`null`
是否可为 `null`	❌ 否	✅ 是
比较方式	`==` 比较值	`==` 比较地址，`.equals()` 比较内容
内存开销	小	较大（含对象头等元数据）
示例	`int x = 5;`	`String s = "Hi";`

应用建议

整数优先用 int，除非明确需要更大范围（用 long）或节省内存（用 byte/short）
浮点数优先用 double，float 仅用于内存极度受限场景
避免用 float/double 做精确计算（如金额），改用 BigDecimal
字符串拼接在循环中用 StringBuilder
数组长度不可变，动态需求考虑 ArrayList

重点总结

Java 有 8 种基本数据类型：boolean, byte, short, int, long, float, double, char
基本类型直接存值，引用类型存对象地址
String 是不可变对象，属于引用类型
类、对象、接口、数组都属于非基本（引用）类型
选择合适类型可提升性能、避免溢出和精度丢失

思考题

为什么 int 是最常用的整数类型？什么情况下必须使用 long？
float f = 3.14; 这行代码会报错吗？为什么？

以下代码输出什么？为什么？

String a = "Hello";
String b = "Hello";
System.out.println(a == b); // ?

如何安全地比较两个 Double 对象的值？